🎙️ Unity에서 마이크 입력 받아 시각화하기

오늘은 Unity에서 Microphone API를 사용해서 마이크 입력을 받아 UI로 시각화하는 시스템을 만들어봤다.

✅ 목표

• 마이크로 입력된 소리의 크기를 감지한다.

• 감지된 볼륨을 Image.fillAmount로 시각화한다.

• 조용할 땐 바가 0에 가깝고, 소리를 내면 자연스럽게 올라가도록 한다.

🔧 구현 방법

Unity에는 Microphone 클래스를 통해 오디오 입력을 받을 수 있다.
AudioSource에 마이크 입력을 연결하고, GetOutputData()로 실시간 오디오 샘플을 가져와 분석할 수 있다.

audioSource.clip = Microphone.Start(mic, true, 10, 44100);
audioSource.loop = true;
audioSource.Play();

GetOutputData()로 받은 샘플을 통해 RMS(Root Mean Square)를 구하고, 이를 데시벨(dB)로 변환했다.

float sum = 0f;
for (int i = 0; i < samples.Length; i++)
{
    sum += samples[i] * samples[i];
}

float rms = Mathf.Sqrt(sum / samples.Length);
float db = 20 * Mathf.Log10(rms / 0.1f);

🎚️ 감도 조절

초기에는 아무 말도 안 해도 fillAmount가 0.3 근처에서 계속 움직여서 너무 민감하게 느껴졌다.
이를 해결하기 위해 임계값(threshold dB)를 설정해서 일정 볼륨 이하의 입력은 무시하도록 처리했다.

float thresholdDb = -20f;
db = Mathf.Max(db, thresholdDb);

그리고 Mathf.InverseLerp()를 통해 -20dB ~ 0dB 범위를 0~1로 정규화해서 Image.fillAmount에 반영했다.

💡 최종 코드 요약

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.VisualScripting;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;

// 이 스크립트를 사용하는 오브젝트에는 AudioSource가 반드시 필요하다는 의미
[RequireComponent(typeof(AudioSource))]
public class MicrophoneTest : MonoBehaviour
{
    private AudioSource audioSource; // 마이크 입력을 받을 AudioSource 컴포넌트
    public Image soundImage; // 소리 크기를 시각화할 UI Image (fillAmount로 사용)

    void Start()
    {
        audioSource = GetComponent<AudioSource>(); // AudioSource 컴포넌트를 가져옴

        // 마이크 장치가 있는지 확인
        if (Microphone.devices.Length > 0)
        {
            string mic = Microphone.devices[0]; // 첫 번째 마이크 장치를 사용
            Debug.Log("사용중인 마이크 : " + mic);

            // 마이크 입력을 AudioSource에 연결 (10초짜리 루프 녹음, 샘플레이트 44100Hz)
            audioSource.clip = Microphone.Start(mic, true, 10, 44100);
            audioSource.loop = true; // 반복 재생 설정

            // 마이크가 시작될 때까지 대기
            while (!(Microphone.GetPosition(mic) > 0)) {}

            // 오디오 재생 시작 (실제로는 마이크 입력 소리 재생)
            audioSource.Play();
        }
        else
        {
            Debug.LogWarning("마이크 장치를 찾을수 없습니다");
        }
    }

    void Update()
    {
        float[] samples = new float[256]; // 오디오 샘플 데이터를 담을 배열
        audioSource.GetOutputData(samples, 0); // 현재 재생 중인 오디오의 데이터를 가져옴 (채널 0)

        float sum = 0f;
        // RMS(Root Mean Square)를 계산하기 위한 제곱합 계산
        for (int i = 0; i < samples.Length; i++)
        {
            sum += samples[i] * samples[i];
        }

        float rms = Mathf.Sqrt(sum / samples.Length); // RMS 계산 (소리의 에너지)
        float db = 20 * Mathf.Log10(rms / 0.1f); // RMS 값을 데시벨(dB)로 변환

        // 1단계: 너무 작은 소리는 무시하기 위한 임계값 설정
        float thresholdDb = -20f;
        db = Mathf.Max(db, thresholdDb); // 데시벨이 -20보다 작으면 -20으로 고정 (노이즈 방지)

        // 2단계: 데시벨을 0~1 범위로 정규화하고 감도 적용
        float sensitivity = 1.0f; // 감도 설정 (값이 클수록 민감)
        float normalizedVolume = Mathf.Clamp01(sensitivity * Mathf.InverseLerp(-20f, 0f, db));
        // Mathf.InverseLerp: -20dB ~ 0dB 범위를 0~1로 매핑
        // Clamp01: 값이 0보다 작거나 1보다 크지 않도록 제한

        // 3단계: UI 이미지에 부드럽게 반영 (볼륨 바처럼 보이게 하기 위해 보간 적용)
        float currentFill = soundImage.fillAmount;
        soundImage.fillAmount = Mathf.Lerp(currentFill, normalizedVolume, Time.deltaTime * 10f);
        // Mathf.Lerp를 사용해 갑작스러운 변화 없이 자연스럽게 fillAmount를 변경
    }
}

✨ 결과

• 말하지 않을 때는 바가 0에 머무른다.

• 말을 하면 자연스럽게 바가 올라간다.

• fillAmount에 Mathf.Lerp()로 부드러운 전환도 적용했다.

📌 느낀 점

Unity에서 마이크 입력을 다뤄본 건 처음이었는데, 생각보다 간단하게 구현이 가능했다.
단순한 Image.fillAmount와 RMS 계산만으로도 음성 시각화를 할 수 있다는 점이 흥미로웠고,
추후에는 이를 기반으로 음성 인식 트리거나 음성 기반 인터랙션도 만들어볼 수 있을 것 같다.